Usinagem CNC de Precisão Explicada: Processo, Equipamentos e Principais Benefícios

Você já se perguntou como os operadores fazem aquelas ferramentas pesadas de alumínio e peças de motor? Eles definitivamente não as fizeram à mão ou as fundiram em um forno. Eles fazem essas peças a partir de um processo chamado usinagem CNC de precisão.

Para aqueles que são novos no mundo da fabricação, a usinagem CNC de precisão é um processo de fabricação que emprega programas de computador para criar qualquer produto com especificações exatas. Portanto, este artigo definirá o processo, os diferentes equipamentos usados, suas aplicações, a programação e processamento envolvidos. Se você tem interesse em aprender mais sobre este processo de fabricação, deve ler até o fim.

O que é Usinagem CNC de Precisão?

Se a pergunta "O que é usinagem de precisão?" ainda permanece em sua mente, aqui está a resposta. Como o nome implica, a usinagem CNC de precisão envolve moldar matéria-prima em um produto acabado cortando excessos conforme designado por um projeto de Design Assistido por Computador (CAD) ou Fabricação Assistida por Computador (CAM). Além disso, operadores usam este processo em diferentes processos de fabricação e em diferentes materiais.

Antes de fabricar qualquer produto por usinagem CNC de precisão, usar programas CAD ou CAM para fazer o projeto do produto é necessário. Ou seja, esses programas criam contornos 3D altamente detalhados que um processo de usinagem de precisão deve seguir para replicar o produto com sucesso.

De brinquedos a dispositivos médicos, automóveis ou ônibus espaciais, qualquer produto que tenha peças precisa de usinagem de precisão. Usando equipamentos de Controle Numérico Computadorizado (CNC), o processo utiliza ações como corte, fresamento, torneamento e usinagem por descarga elétrica para alcançar o produto final.

Embora o processo exija a supervisão de um operador qualificado, uma máquina faz a maior parte do trabalho automaticamente. O software de Design Assistido por Computador (CAD) cria o design, o software de Fabricação Assistida por Computador (CAM) então o traduz em instruções de fabricação para a máquina. Um software pós-processador final codifica a instrução em informação que a máquina pode entender. Os operadores então carregam a instrução no equipamento CNC para iniciar o processo de fabricação.

Tolerância da Usinagem de Precisão

Embora as ferramentas de usinagem CNC de precisão sejam muito precisas, estas máquinas não podem reproduzir com precisão as dimensões dos produtos exatamente como estão no projeto CAD. Portanto, operadores usam tolerâncias.

Tolerância é a quantidade de desvio na dimensão de uma peça que é aceitável pelos padrões convencionais. Um sinônimo é precisão dimensional. Não há tolerância padrão para todos os processos de usinagem CNC de precisão. A rigidez da tolerância depende do processo de fabricação. O número de casas decimais que um valor de tolerância tem mostra a rigidez da medição.

Existem diferentes tipos de sistemas de medição de tolerância. Por exemplo:

• Medição de Tolerância Unilateral: Neste tipo, o desvio é permitido apenas em um lado do valor nominal. Isso significa que se o valor nominal de um eixo para encaixar em um rolamento é 20mm, um eixo maior que este não encaixaria. Portanto, operadores permitem o desvio para tal eixo apenas no lado menor.
• Tolerâncias de Limite: É quando o valor de tolerância é colocado em uma faixa. Por exemplo, se o valor nominal para o eixo é 15mm e a tolerância é 15 – 15.5mm, isso representa uma tolerância de limite.
• Tolerâncias Bilaterais: Este tipo permite desvio em ambos os lados do valor nominal. Geralmente é expresso como um valor +/-. Para esclarecer, se uma peça tem uma medição de 25 mm com uma tolerância de +/- 0.05mm, significa que o valor pode estar entre 24.95mm e 25.05mm.

Saber quando escolher tolerâncias mais apertadas para a fabricação de sua peça é muito importante. Embora não seja necessário que toda a peça tenha tolerâncias apertadas, as partes estruturais importantes, como aquelas que se encaixam em outros componentes, precisam de pouco desvio do valor nominal, pois a imprecisão pode afetar severamente a integridade da peça.

Tolerâncias são importantes em processos de usinagem de precisão porque ajudam a reduzir custos de produção e prazos de entrega. Por mais importantes que sejam, elas exigem muita habilidade e paciência para acertar. A tolerância padrão de máquinas CNC é 0.005 polegadas. Na RapidDirect, nossas máquinas CNC de 5 eixos podem atingir tolerância de até 0.002". Oferecemos uma gama de tolerâncias para atender às necessidades de nossos clientes. Nossas tolerâncias padrão para usinagem CNC de metais estão em conformidade com DIN-2768-1-fino, enquanto para plásticos é DIN-2768-1-médio.

Tipos de Equipamentos de Usinagem CNC de Precisão

Devido aos diferentes processos envolvidos na usinagem CNC de precisão, ela requer diferentes equipamentos para funcionar. Em alguns casos, essas ferramentas são colocadas em uma única máquina, e o operador só precisa iniciar e parar o processo.

Em outras situações, as ferramentas precisam ser colocadas em máquinas diferentes, e o operador terá que mover a peça de trabalho/matéria-prima de uma máquina para outra. Por exemplo, máquinas usadas na usinagem CNC de precisão incluem:

Equipamentos de Fresamento CNC

Fresamento é o processo de usinagem de precisão que envolve o uso de cortadores rotativos para remover excesso de material de uma peça de trabalho. Envolve vários tipos de fresas. Exemplos incluem fresas de topo, fresas de chanfro e fresas helicoidais. As fresas habilitadas para CNC também incluem máquinas de fresar manuais, máquinas de fresar planas, máquinas de fresar universais e máquinas de fresar universais. Estas máquinas têm orientação horizontal ou vertical.

Equipamentos de Torneamento CNC

Torneamento é um processo de usinagem CNC de precisão que envolve girar a peça de trabalho próximo a uma ferramenta de corte de ponto único rotativa. As ferramentas mais populares usadas para processos de torneamento são tornos, como tornos de revólver, tornos de motor e tornos de propósito geral. Outros equipamentos de torneamento incluem torneamento reto, torneamento cônico, ranhuras externas e roscas.

Equipamentos de Furação CNC:

Furação é um processo de usinagem de precisão que usa brocas rotativas de múltiplos pontos para criar furos cilíndricos em materiais brutos/peças de trabalho. Além disso, o design das brocas permite que os cavacos da peça de trabalho caiam longe dela, mantendo os furos perfurados limpos.

Exemplos de brocas comuns usadas em processos de usinagem CNC incluem brocas de centragem (para fazer furos rasos ou piloto), brocas de avanço (para reduzir o número de cavacos na peça de trabalho), brocas de máquina de parafuso (para produzir furos sem furo piloto) e alargadores de mandril (para alargar furos previamente produzidos). Existem também prensas de furar, que são brocas feitas para uma tarefa de furação específica.

Equipamentos de Eletroerosão CNC

A Eletroerosão é um processo de usinagem de precisão que usa descargas elétricas (faíscas) para obter o produto acabado.

A configuração é composta pelo eletrodo da ferramenta (ferramenta) e o eletrodo da peça de trabalho (peça de trabalho) separados por um fluido dielétrico e submetidos a uma tensão elétrica. O processo também é conhecido como usinagem por faísca, erosão por faísca, queima, afundamento de matriz ou erosão por fio.

Aplicações da Usinagem CNC de Precisão

A Usinagem de Precisão está ganhando gradualmente mais espaço no mundo da fabricação devido aos seus múltiplos usos, processos custo e tempo-efetivos. O processo de usinagem de precisão é usado em indústrias como:

Indústria Médica

A medicina está evoluindo rapidamente com a necessidade de novos equipamentos. Além de produzir novos equipamentos, eles também têm necessidades de grandes volumes de existentes. A usinagem CNC de precisão é responsável pela fabricação desses equipamentos. Exemplos incluem dispositivos ortopédicos, invólucros seguros, implantes, máquinas de ressonância magnética, equipamentos de pesquisa, etc.

Indústria Automotiva

Com empresas automobilísticas apresentando novas inovações para adicionar às suas últimas iterações de carros, elas precisam desenvolver protótipos dessas peças antes de adicioná-las à linha de fabricação. A usinagem CNC de precisão é responsável pelo desenvolvimento desses protótipos com especificações exatas. A tecnologia também fabrica peças para outros meios de transporte como navios de carga, caminhões de transporte e muitos mais.

Indústria Aeroespacial

Variando de aviões de transporte a ônibus espaciais, veículos aeroespaciais requerem mecanismos muito precisos, pois um único erro pode levar a danos severos nos diferentes veículos aeronáuticos. O processo de usinagem CNC de precisão é responsável pela fabricação de muitos componentes nesta indústria, como portas de trem de pouso, buchas, coletores, aerofólios, etc.

Indústria Militar e de Defesa

A CNC nunca foi tão relevante, com diferentes nações tendo designs diferentes para novas munições e sistemas de defesa. O processo de usinagem de precisão é responsável por dar vida a todos esses designs usando vários materiais e processos. Exemplos de dispositivos feitos para esta indústria incluem peças de aviões, componentes de transporte, componentes de comunicação, munições, etc.

Vantagens da Usinagem CNC de Alta Precisão

Usar estas máquinas altamente precisas para seu processo de fabricação definitivamente proporcionará uma série de vantagens. Algumas são:

Redução do Custo de Produção

Em termos de preço, a usinagem CNC é o caminho a seguir, especialmente se você procura fazer algumas a cem peças. O processo requer um custo inicial menor comparado ao custo de injeção de molde (devido às despesas de criação do molde).

Aumento da Velocidade

Máquinas CNC fornecem uma taxa de velocidade maior comparada à injeção de molde. Ao contrário da injeção de molde que pode levar meses para fazer o molde e garantir que as peças estejam dentro da tolerância, a usinagem CNC pode produzir peças em questão de semanas.

Permite Prototipagem Rápida e Custo-efetiva

Com serviços de usinagem CNC, sua produção de protótipos é ainda mais eficaz. Isso porque a CNC pode trabalhar com muitos materiais custo-efetivos, então você não precisa gastar muito em protótipos. Claro, quando os protótipos são feitos mais rápido, todo o processo de produção é acelerado ainda mais. Na RapidDirect, entregamos protótipos que atendem aos requisitos de fabricação e padrões de qualidade.

Como Realizar Usinagem de Precisão

Materiais

A usinagem CNC de precisão pode operar em uma ampla variedade de materiais. Na RapidDirect, fornecemos certificação de material (SGS, RoHS, etc.) se você solicitá-la. Aqui estão alguns exemplos de metais e plásticos para os quais oferecemos certificação:

Metais

1. Alumínio (Alumínio 6061, Alumínio 6061-T651, Alumínio 606, etc.)
2. Aço inoxidável (201, 301, 303, 304, 316, etc.)
3. Aço (1008, 1018, 1020, etc.)
4. Latão (280, 260, 2680, etc.)
5. Cobre
6. Bronze
7. Titânio

Plásticos

1. ABS
2. PC
3. PMMA
4. POM
5. PA

Acima estão apenas os materiais mais comuns na usinagem CNC de precisão. A RapidDirect fornece centenas de materiais para suas necessidades de prototipagem personalizada e produção. Para verificar a lista completa de nossos materiais, faça upload do seu design para obter uma cotação instantânea em minutos e inicie seu projeto hoje!

Programação

Antes que o processo de usinagem de precisão possa começar, as máquinas precisam ser programadas para que o processo ocorra sem erros. Para fazer isso, siga o processo:

Após o software de Design Assistido por Computador (CAD) ter feito o projeto 2D vetorial ou 3D sólido para o produto a ser fabricado, ele é exportado para um formato de arquivo compatível com CNC como STEP ou IGES.

O software de Fabricação Assistida por Computador (CAM) então gera o código de programação digital que controlará as ferramentas e produzirá a peça projetada personalizada.

Existem dois códigos principais de programação: o G-code e o M-code. O G-code é mais popular e conhecido como código Geométrico. Ele diz à máquina quando, onde e como a máquina se move. O M-code é o código de função miscelânea que controla as funções auxiliares da máquina.

Processamento

Após programar a máquina, o próximo passo é iniciar o processamento da matéria-prima para adequá-la às especificações exatas do produto acabado. Dependendo do produto, vários processos são usados para obter o produto final. Exemplos incluem:

a. Fresamento CNC

b. Torneamento CNC

c. Furação CNC

Acabamento Superficial

Isso envolve revestir a superfície do produto acabado com diferentes materiais para fortalecê-lo e embelezá-lo ainda mais. Na RapidDirect, usamos diferentes tipos de técnicas de acabamento como anodização, jateamento de esferas, eletrodeposição, revestimento em pó, etc.

RapidDirect: A Empresa de Usinagem CNC de Precisão que Você Procurava

A usinagem CNC de precisão é arguivelmente a maneira mais eficaz de fabricar suas peças personalizadas. Além de economizar custos, leva muito pouco tempo e permite pouco espaço para erros. Incorpore este processo de fabricação em sua produção hoje!

Na RapidDirect, damos vida aos seus projetos CAD da melhor maneira que você poderia esperar. Garantimos fortes capacidades de fabricação com nossa ampla gama de experiência e abordagem de engenharia. Nossas máquinas CNC de 3, 4, 5 eixos e uma ampla gama de auxiliares nos tornam capazes de seus designs CNC, seja protótipos personalizados a partir de um ou peças que levam meses de produção.

Nosso suporte técnico para clientes é inigualável. Oferecemos serviços como envio do produto em dois lotes se você desejar. O primeiro lote seria enviado para sua verificação antes de entrarmos em produção completa. Após terminar a produção, damos a você a garantia de que seu produto se encaixará e funcionará exatamente como deveria, enviando-o com as dimensões da peça. Também fornecemos certificação de material com todos nossos produtos, o que permite que você descubra as características do material.

Entregue Peças de Alta Qualidade

Além de todos esses recursos, nossos preços também se destacam. Com um preço 30% menor que a média que você encontrará em qualquer lugar, ajudamos você a economizar custos de produção na RapidDirect. Conforme declarado em nossos padrões QMS ISO 9001:2015 certificados, fornecemos peças acabadas da mais alta qualidade feitas com o mais recente avanço em tecnologia CNC.

Na RapidDirect, você não precisa esperar eras para obter sua cotação. Uma vez que você faça upload do seu arquivo CAD em nosso site, você obtém a cotação online que fornece um design real dentro de um minuto. Isso nos poupa todos os e-mails de ida e volta. Você também desfruta do recurso Design para Fabricação, que mostra se seu design é ideal para fabricação ou não.

Faça upload dos seus arquivos de design e inicie seu projeto hoje!

Perguntas Frequentes

O que é Usinagem CNC de Precisão?

A usinagem CNC de precisão simplesmente envolve moldar uma matéria-prima/peça de trabalho para atender dimensões específicas e exatas. Isso envolve o uso de projetos feitos a partir de designs CAD e CAM.

Quanto custa uma fresadora CNC?

O custo de uma fresadora CNC depende do tamanho e da gama de operações que ela pode executar. Seus preços variam de cerca de $50.000 – $170.000.

Como saber se minha máquina CNC é precisa?

A frase usada para quantificar a precisão de uma máquina CNC é 'precisão posicional'. É calculada programando a máquina para mover para um valor particular e seu desvio deste valor programado é registrado. Após tomar várias leituras, o valor médio estatístico dos desvios é calculado e esta é a precisão posicional da máquina. 0.02mm é o valor médio para a maioria das máquinas CNC. Se seu valor não estiver dentro dessa faixa, sua máquina provavelmente não é precisa.